Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

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Estado actual de la biotecnología moderna y su importancia en la seguridad alimentaria y el cambio climático: Perspectivas para América Latina y el Perú Rodomiro Ortiz Curso: Biotecnología Moderna y Bioseguridad UNALM, Doctorado en Agricultura Sustentable Proyecto LAC Biosafety - Perú La Molina 6 de diciembre de 2010

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Page 1: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Estado actual de la biotecnología moderna y su importancia en la

seguridad alimentaria y el cambio climático:

Perspectivas para América Latina y el Perú

Rodomiro Ortiz

Curso: Biotecnología Moderna y BioseguridadUNALM, Doctorado en Agricultura Sustentable

Proyecto LAC Biosafety - PerúLa Molina 6 de diciembre de 2010

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Agro-biotecnología y agricultura sostenible

• Conservando mejor los recursos genéticos al proporcionar un mayor conocimiento

• Preservando el medio ambiente al reducir el uso de pesticidas o facilitar las prácticas de la agricultura de conservación

• Respondiendo a las exigencias sociales centrándose en la mejora de las características para satisfacer las demandas del usuario final

• Siendo económicamente competitiva y rentable como lo demuestra el uso de algunos productos de la agro-biotecnología (incluidos los conocimientos dentro de ellos)

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Retos de la Agricultura y la Alimentación en el Perú

• En menores de 5 años la desnutrición crónica es del 25%, el 50% padece de anemia y el 11% manifiesta deficiencia sub-clínica de vitamina A

• Agricultura contribuye con el 62.8% de la oferta nacional de alimentos y es el principal sustento de vida para la población rural

• El 34% de la superficie agrícola del país está bajo riego (principalmente en la costa) y el 66% de la agricultura se conduce bajo secano dependiendo de las lluvias

• Cambio climático está acelerando la frecuencia y magnitud de los fenómenos climáticos e indirectamente está reduciendo la disponibilidad de recursos naturales; y efectos de corto y largo plazo en la productividad de la actividad agropecuaria

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BeliceChile

UruguayParaguay

PanamáBrasil

República DominicanaEcuador

BoliviaHonduras

América Latina y El CaribePerú

San Kitts y NevisGuatemala

ArgentinaNicaragua

MéxicoSurinameColombia

Antigua y BarbudaCosta Rica

El SalvadorVenezuela

GuyanaCuba

DominicaHaiti

San Vicente y las GranadasBahamas

JamaicaBarbados

Trinidad y TabagoGranada

Santa Lucia

Crece la producción agropecuaria en América Latina …

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El paradigma de la adopción de tecnología

• Reemplazo de la vieja tecnología por nueva tecnología con mejor adaptación al ambiente (s)

• Agricultores e investigadores buscan la adaptación de la tecnología en gradientes que resultan de estreses (a)bióticos y otros factores

• Paradigma de la Tecnología Agrícola: Tecnología (por ejemplo cultivar) = Genotipo x Ambiente x Manejo del Cultivo y Sistema de Producción x Política Agraria x Instituciones x Usuario

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Incremento de los cultivos a partir de los 1950 ha permitido en el largo plazo tener más comida a

precios más bajos históricamente (ejemplo de trigo)

0

1

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3

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1800

1869

1874

1879

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1889

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1969

1974

1979

1984

1989

1994

1999

2004

ton

per

hect

are

UK France US India Argentina China Canada

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Oferta mundial del alimento: Tendrá que duplicarse para el 2050

• 80% del crecimiento futuro de tierras actualmente en uso

• El crecimiento de la producción se debe concentrar en los países consumidores

• Potencial de expansión de tierras limitado

• La expansión de riego crucial

Norman E. Borlaug 2005

Page 9: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Trigo Arroz Irrigación Fertilizante Tractores Cosecha (millón ha)(millón ha) (millón t)(millón t) (millón) (millón) (millón t )(millón t )

La Revolución Verde:Cambios en los insumos en Asia

(millón ha / % área)(millón ha / % área)

Adopción de nuevos cultivares

1965 0 / 0% 0 / 0% 94 5 0.3 3681970 14 / 20% 15 / 20% 106 10 0.5 4631980 39 / 49% 55 / 43% 129 29 2.0 6181990 60 / 70% 85 / 65% 158 54 3.4 8582000 70 / 84% 100 / 74% 175 70 4.8 9622005 72 / 87% 102 / 76% 178 77 6.4 1,017

Norman E. Borlaug 2005

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Impactos de la Revolución Verde

Sin la Revolución Verde en el mundo en desarrollo:

• 20% menor rendimiento de los cultivos

• 19% más altos precios de los alimentos que en el año 2000

• 5% menor consumo de calorías

• 2% de incremento en el número de niños desnutridos

• más 590 mil millones TM emitidas de CO2

Evenson y Gollin, 2003; Burney et al., 2009

Page 11: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

La Revolución Verde y el medio ambiente

Las ganancias en el rendimiento de los cereales han permitido el ahorro de tierras que hubieran sido necesarias para que la

agricultura produzca suficientes alimentos para la humanidad

Norman E. Borlaug

Page 12: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Cambios en el contexto agrícola

• Potencial de mercado (más que la producción) define el

desarrollo

• El libre comercio y la globalización crean mayor

competencia

• El sector privado provee conocimiento, información y

tecnología

• ICT cambia los procesos de difusión tecnológica

• La sociedad civil participa en las decisiones y la

descentralización incrementa las responsabilidades y los

recursos locales

• Las crisis económicas son restricciones fiscales

Willem Janssen, Banco Mundial

Page 13: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Retos a futuro

Anticiparse a los posibles efectos bióticos y abióticos del cambio climático global

Uso eficiente de la diversidad en los recursos genéticos de los cultivos (genética molecular; sistemas de información geográfica, ...)

Atender tendencias en consumo

Uso potencial de cultivos transgénicos (OGM) para la productividad y abaratar costos de producción

Page 14: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Agro-biotecnología

• Cultivo de tejidos para multiplicación rápida de plántulas libres de patógenos, germinación in vitro de semillas (después de hibridación inter-específica), haploidía, duplicación de cromosomas , mutagénesis, variación somaclonal o DNA-recombinante para diagnósticos de pestes

• Ingeniería genética (cultivos transgénicos)

• Fitomejoramiento asistido por marcadores moleculares (incl. secuenciamiento de genomas)

Page 15: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Los cultivos del Siglo XXI

Resistencia a Resistencia a patógenos y patógenos y

pestespestes

Calidad Calidad nutritivanutritiva

Estreses Estreses abióticosabióticos

Resistencia a Resistencia a herbicidasherbicidas

Potencial genético Potencial genético del rendimientodel rendimiento

Norman E. Borlaug 2005

Page 16: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Biotecnología de los cultivos en América Latina

• Capacidad para el mejoramiento de cultivos transgénicos: Argentina, Brasil y México

• Habilidad para usar técnicas convencionales y modernas del fitomejoramiento: Chile, Colombia, Costa Rica, Perú y Uruguay

• Baja capacidad para fitomejoramiento convencional y carecen de habilidad para usar la agro-biotecnología: Ámerica Central, Bolivia, República Dominicana y Paraguay

Page 17: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

GERMOPLASMAMEJORADO

GENES

GenómicaRecursos genéticos

Ingeniería genética

Selección asistidapor marcadores (ADN)

Selecciónconvencional

Bancos de germoplasmaPoblaciones segregantes

Biología molecular del gen

EstructuralFuncional

Fitomejoramiento

Page 18: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Genómica para usar la diversidad genética de los cultivos

• Los marcadores moleculares son descriptores que ofrecen resultados reproducibles para la caracterización de genotipos

• Los marcadores de ADN también pueden ser utilizados para identificar entradas duplicadas en el banco de germoplasma, determinar la tasa del flujo de genes y el tamaño efectivo de la población, y revelar la estructura de la población de los cultivos y sus especies silvestres, o elucidar la domesticación de cultivos

Page 19: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Seleccionar Germoplasma

Determinar fenotipos en

ensayos multi-sitios (T)

Medir la estructura de la población usando

marcadores neutros (mátrix Q) o el coeficiente de

parentezco (mátrix K) (or ambos, Q+K)

Encontrar polimorfismos

(SNP) en gen(es) candidato(s) (C) o con alta densidad

de marcadores (dentro del LD)

Crear 3 sets de datos del germoplama selecto

Análisis de Asociación:

T=C+(Q+K)+E

Page 20: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Secuenciamiento de Genomas

Page 21: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Tolerancia a la sumersión en arroz

Introgresión del haplotipo sub1 de FR13A a un cultivar intolerante a través de mejoramiento

asistido por marcadores moleculares

14 d después de sumersión

Composición génica de la región sub1y acumulación de RNAm inducido por

sumersión (1-10 d y 1-3 de recuperación) del arroz tolerante (IR40931-26) e intolerante (Nipponbare)

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Evolución de la tecnología del maíz y rendimientos (bu/acre) en EE UU

0

20

40

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80

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120

140

160

180

1920 1925 1930 1935 1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005

b=1.52

b = 2.85

b = -0.67

b = 1.17

1988

1983

19701974

1993

1936

1947

2004

Híbridos simples

Cultivares de polinización libre

Híbridos dobles

Transgénicos

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Los métodos del fitomejoramiento

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Page 25: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Área de cultivos transgénicos en el mundo: 1996-2009 (millones ha)

14 millones de agricultores en 25 países sembraron 134 millones de hectáreas en

el 2009 (9% más que en el 2008)

Page 26: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático
Page 27: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Impactos y beneficios de los cultivos transgénicos en el Mundo …

Las emisiones de gases de invernaderos se redujeron significativamente debido a prácticas agrícolas con cultivos transgénicos: 14.2 mil millones kg de CO2 en el año 2007 (= 6.3 millones de carros de las carreteras por un año)

La aplicación de pesticidas (1996-2007) se redujeron en 359 millones de kg (equivalente a 125% del volumen anual del ingrediente activo en los campos de cultivo de la Unión Europea)

Los beneficios económicos netos (en las fincas de agricultores) fueron de US$ 10.1 mil millones en el 2007 (equivalente al 4.4% del valor de la producción global de soya, maíz, colza y algodón) y US$ 44.1 mil millones para el período 1996−2007

Del total del beneficio neto a nivel de finca, 46.5% (US$ 20.5 mil millones) se debió a incrementos en rendimientos de granos y el resto a reducción en los costos de producción

Los agricultores de los países en desarrollo han obtenido la proporción mas alta de beneficios en sus ingresos: 58% en el 2007 y 50% del total (US$ 44.1 mil millones) de las ganancias para el período 1996−2007. Los agricultores de los países en desarrollo han visto los más largos incrementos por hectárea por el uso de cultivos transgénicos

Page 28: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

… Impactos y beneficios de los cultivos transgénicos en el Mundo

Las características transgénicas han añadido 67.8 millones de toneladas y 62.4 millones de toneladas respectivamente a la producción global de soya y maíz desde el año 1996. Esta tecnología ha contribuido igualmente 6.85 millones de toneladas extras de hilo de algodón y 4.44 millones de toneladas de colza

Los incrementos del rendimiento promedio global del área plantada con maíz y algodón transgénicos con resistencia a insectos fueron 6% y 13% respectivamente (1996-2007) con los beneficios más altos con los agricultores de los países en vías de desarrollo

La producción adicional debido a los cultivos transgénico (1996-2007) ha contribuido en términos de kcal equivalentes en alimentar a 402 millones de habitantes (una producción adicional en el 2007 para alimentar 88 millones, similar a las necesidades alimentarias del las Filipinas)

Si la tecnología transgénica no hubiese estado disponible para los 12 millones agricultores (principalmente minifundistas) que la usaron en el 2007, se hubieran necesitado de 5.9 millones de ha de soya, 3 millones de ha de maíz, 2.5 millones de ha de algodón y 0.3 millones de ha de colza para mantener los niveles de producción del 2007. Esta área adicional total equivale al 6% de la tierra con aptitud agrícola en los EEUU, o 23% de la misma en Brasil

Global Impact of Biotech Crops: Income and Production Effects 1996-2007 http://www.pgeconomics.co.uk/

Page 29: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Efecto de Halo

Maíz Bt cultivado cerca de maíz no Bt proporciona a las plantas normales protección indirecta de las pestes

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Page 31: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Impactos del maíz Bt en Argentina

• Se cultivaba en el 41.9% del 23.5 millones de hectáreas (2006)

• 4.8 millones de toneladas de grano adicional después de la introducción de esta tecnología en 1998

• La producción podría caer un 3.1% sin maíz Bt• Los beneficios acumulados de maíz Bt: US$ 481.7

(1998-2005); de los cuales corresponden a los agricultores 43.19%, 41.14% a los proveedores de semillas y 15.7% al Gobierno Nacional

Brookes et al., 2010; Trigo y Cap, 2006

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Rendimientos de maíz en períodos pre-transgénico y post-transgénico

0

50

100

150

200

EEUU Argentina Sudáfrica

Pre-transgénico

Post-transgénico

Tasa anual de rendimiento (kg ha-1) de maíz en Estados Unidos de Norteamérica (EEUU), Argentina y Sudáfrica antes y después del año de

la introducción de maíz transgénico (1997, 1998 y 2000, respectivamente)

Mezzalama et al., 2010

Page 33: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Impacto de la Soya Roundup Ready® en el Cono Sur

• Argentina: US$ 19.7 mil millones (1996-2006): 77.5% para los agricultores, 3.9% proveedores de semilla, 5.2% vendedores de herbicidas y 13.4% al Gobierno Nacional (impuesto de exportación)

• Argentina y Paraguay: facilitó la adopción de la labranza mínima-siembra directa, por lo tanto acortando el ciclo del cultivo y permitiendo una segunda siembra que añade 53.1 millones de t de grano

Brookes et al., 2010; Trigo y Cap, 2006

Page 34: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Algodón Bt en América Latina• Argentina: US$ 20.8 millones: 86.2% para los

agricultores, 8.9% para proveedores de semillas y 4.9% al Gobierno Nacional (1998-2005) (adopción inicial baja por los costos de la semilla, pero el “mercado negro” …)

• México: Beneficios anuales de US$ 2.7 millones después de su introducción en 1996. Agricultor que usa esta tecnología —con un tamaño de finca promedio de 14 ha— usó menos de US$ 100 en control de plagas y sus ganancias netas fueron US$ 295 ha-1 que los agricultores que no adoptaron algodón Bt

Traxler and Godoy Avila , 2004; Trigo y Cap, 2006

Page 35: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

El nivel de ganancias al nivel de la finca depende si el agricultor adopta y retiene una tecnología, la cual se debe a varios factores y no solamente a su rendimiento; por ejemplo la capacidad nacional de innovación agrícola, las regulaciones ambientales y de inocuidad de los alimentos, los derechos de propiedad intelectual, y los mercados de insumos agrícolas

Page 36: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Cultivos transgénicos públicos

First transgenic geminivirus-resistant plant in the field

Francisco J.L. Aragão & Josias C. FariaEmbrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, Brasília, Brazil

Embrapa Arroz e Feijão, Santo Antônio de Goiás, Brazil

Nature Biotechnology 27, 1086 - 1088 (2009)

Generation of two transgenic geminivirus-resistant common bean lines

México: crean un maíz resistente a la sequíaInvestigadores del CINVESTAV disminuyeron la cantidad de trehalasa, una enzima encargada de degradar el azúcar que de manera natural mantiene el agua en el maíz: soporta sequías prolongadas y necesita un 20% menos de agua

http://www.bbc.co.uk/mundo/noticias/2010/09/100927_mexico_maiz_resistente_sequia_jp.shtml

Page 37: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

OGM: del laboratorio al campo

info and primers

Functional ScreeningGlasshouse and Field

transgenics, range of copy numbers and expression levels

putative transgenics

source material vectors

Molecular Analysis

Transformationand

Tissue Culture

Glasshouse VectorConstruction

Page 38: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

El costo y tiempo aproximado para obtener un cultivo

transgénico

Page 39: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Lo que ofrece la biotecnología de cultivos

Cultivos tolerantes a estreses (sequía, plagas y enfermedades, suelos ácidos o infértiles)

Cultivares biofortificadas con micro-nutrientes, de alta calidad proteica y con niveles reducidos de micotoxinas

Cultivares con resistencia a herbicidas que se adaptan mejor a las prácticas de la agricultura de conservación

Page 40: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Millones de vidas humanas pueden salvarse: Como la severidad de VAD depende de los ingresos, los efectos positivos del “Golden Rice” son más pronunciados en los grupos de menores recursos. En un escenario pesimista, el costo de salvar un DALY es < US$ 20 comparado con el costo de US$ 134–599 por suplementación de la dieta con vitámina A

VAD = Deficiencia de vitámina ADALY = Años de vidaajustados por incapacitación

Page 41: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Calentamiento global: La evolución de la temperatura

Page 42: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Evidencia del cambio climático

Noches cálidasTendencia 1960–2000

Fuente: Magrin 2007, a partir de Haylock et al. 2006

Cambios en precipitación Aumento de temperatura mínima

Fuente: Magrin 2007, a partir de Vincent et al. 2005

(1960-2000)

Page 43: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Efectos del incremento de eventos extremosEstimación de daños por el Fenómeno de El Niño, 1997/1998

( 18 . 1d ) B o l iv ia( D a ñ o t o t a l e s t im a d o : 5 2 7 . 3

m il lo n e s d e U S $ )

( 18 . 1b ) E c u a d o r( D a ñ o t o t a l e s t im a d o : 2 8 8 1. 6 m il lo n e s

d e U S $ )

( 18 . 1a ) C o lo m b ia( D a ñ o t o t a l e s t im a d o : 5 6 3 . 5

m il lo n e s d e U S $ )

( 18 . 1c ) P e r ú( D a ñ o t o t a l e s t im a d o : 3 . 5 0 0 m i l lo n e s

d e U S $ )

Fuente: Indicadores Plan Agro 2003-2015

Page 44: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Impactos del cambio climático Incidencia de las variables climáticas en la agricultura latinoamericana

• Lluvia – Rendimientos–

• Temperatura– Duración del ciclo

• Radiación Solar– Acumulación de biomasa

• Concentración de CO2

– Eficiencia de la fotosíntesis y del uso del uso de agua y nitrógeno

• Eventos extremos– Sequías, inundaciones, heladas, olas de calor– Genera variaciones en balance temperatura – precipitaciones, especialmente.

Fuente: Adrián G. Rodríguez, CEPAL, 2007

Page 45: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Impactos del cambio climático Impactos generales esperados a futuro en América Latina y el Caribe

• Reemplazo gradual de los bosques tropicales por sabanas en el este de la amazonia

• Vegetación semiárida tenderá a ser reemplazada por vegetación de tierras áridas

• Riesgo de pérdidas significativas de biodiversidad a través de la extinción de especies en muchas áreas tropicales

• Cambios en los patrones de precipitación y la desaparición de glaciares, que afectarán significativamente la disponibilidad de agua (consumo humano, agricultura, energía)

• Hacia el año 2020, el incremento neto en el número de personas experimentando estrés hídrico debido al cambio climático es posible que sea entre 7 y 77 millones

• Los incrementos esperados en el nivel del mar, en la variabilidad climática y en los eventos extremos es muy posible que afecten las áreas costeras

Fuente: Adrián G. Rodríguez, CEPAL, 2007

Page 46: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Impactos del cambio climático en el PerúAntecedentes• Agricultura contribuye con el 62.8% de la oferta nacional de alimentos• Sólo el 34% de la superficie agrícola del país está bajo riego

(principalmente en la costa) el 66% de la agricultura se conduce bajo secano

Impacto: Disminución de la productividad agrícola entre 12% y 50% • Aumento de la sequía en la sierra del Perú• El retroceso de los glaciares: reducción 22% en los últimos 25 años• Aumento de temperatura: mayor evaporación de H20 almacenada• Modificaciones regionales del régimen de precipitaciones y

temperaturas: acontecimientos violentos e infrecuentes como las inundaciones, la sequía y las tormentas

Propuesta de acción inmediata Adaptación o cambios de cultivos para enfrentar la carencia de agua y el

aumento de la temperatura

Page 47: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Agua y agricultura en un contexto del cambio climático

• Agua y agricultura– La agricultura el mayor usuario de agua a nivel mundial– La competitividad de la agricultura depende de disponibilidad oportuna de

agua.

• En América Latina se proyecta un incremento en la demanda de agua para irrigación, generando mayor competencia por esta entre los sectores agropecuario, industrial, energético y doméstico

• Cambios en la disponibilidad de agua – Afectada por el cambio climático y la variables climáticas, tanto por

carencia como por exceso– Afectada por opciones de adaptación en la agricultura– Demandas de otros sectores (crecimiento económico y de la población)

• La disminución de los niveles freáticos y el incremento en el costo energético para su extracción harán que se incrementos los costos en la agricultura.

Fuente: Adrián G. Rodríguez, CEPAL, 2007

Page 48: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Algunos enfoques para abordar el cambio climático

• Mejores previsiones y opciones de política: proporcionar información local y regional que combinan los conocimientos de previsión con la experiencia en sistemas de cultivos

• Mejorar genéticamente los cultivos capaces de soportar las temperaturas, la sequía y las inundaciones

• Un uso más eficiente de los recursos: la mejora de capacidad de los agricultores a utilizar el agua de manera eficiente y mejorar la gestión de los suelos frágiles son esenciales para adaptarse a la crisis del cambio climático

Page 49: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

La expresión génica en respuesta al estrés: la especificidad y la interferencia de las redes reguladoras de genes

Fuente: Nakashima and Yamagushi-Shinozaki 2005

rps 1-like NACR MYCR MYBR ABRE

DREB2

DRE/CRT

DREB1/CBF

ERD1 RD22 RD29B RD29A

post-transcriptionalregulation

ABA?

ZF-HD

NAC

MYC

MYB

post-transcriptionalregulation

AREB/ABF

AREB/ABF DREB1D/CBF4

?

post-transcriptionalregulation

NAC

ICE1

ICE1

?

Low temperatureDrought & High salinity

HOS1? ?

Page 50: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Fuente: Nakashima and Yamagushi-Shinozaki 2005

Page 51: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Funciones de los genes DREB1A

Fuente: Kazuko Yamaguchi-Shinozaki (JIRCAS)

Transcription factors

(Zn finger, WRKY)Chaperons

Protection factors of macromolecules

(LEA proteins)

Unknown proteins

Membranetransporters

Key enzymes for osmolyte biosynthesis

(proline, sugar)

Detoxificationenzymes

Enzymes for PI metabolism

(PLC, PLD)

DREB1A

Page 52: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Ingeniería genética para mejorar la adaptación del trigo a la sequía

Factor transcripcional de elemento de respuesta a la sequía y promotor inducible por el estrés (CIMMYT-JIRCAS)

AtDREB1Ard29ApBI101 pBI101nos T

Page 53: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Performance fotosintética del cv. Bobwhite transgénico con DREB (con estrés extremo de sequía)

Diferencia 29% 35% 90% -8% -4%

Evapo-

ConductanciaTasa de asimilación

CO2 sub-estomatal “Spad “de

clorófilatranspiración

(mm/m2/s) (mm/m2/s) (umol CO2 m-2 s-1) (ppm)

Page 54: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Avances con DREB en el trigo transgénico

Resultados preliminares

DREB parece retardar el desarrollo

Extensiva investigación en tolerancia a la de-hidratación

Amplia evidencia de “plantas verdes” (“stay green”)

Escasa evidencia de un incremento de la producción

http://www.icrisat.org/journal/SpecialProject/sp3.pdf

Page 55: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Otros transgenes para el fitomejoramiento por tolerancia a sequía

Transgen Referencia

cDNA de arginina decarboxylasa de avena (→poliamina) Bassie et al. 2008

Glutamato dehidrogenasa(gdhA) de la Escherichia coli Lightfoot et al. 2007

“Cold shock proteins” (CSPs) de las bacterias Castiglioni et al. 2008

Fosfatidilinositol-específica fosfolipasa C (PI-PLC) Zhai et al. 2005Wang et al. 2008

Factor de transcripción ortólogo de maíz (ZmNF-YB2) Nelson et al. 2007

Page 56: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Ensayos de campo del evento transgénico muestra un incremento de rendimiento del grano bajo sequía

Descubrimiento Fase 1Prueba del concepto

Fase 2Desarrollo inicial

Fase 3Desarrollo avanzado

Fase 4Prelanzamiento

Lanzamiento

en colaboración con

Maíz testigo Maíz transgénico

Page 57: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Nuevos productos, nuevos retos• Cultivos transgénicos con tolerancia al estrés abiótico necesitan evaluaciones de

bioseguridad y aprobación regulatoria pero los marcos disponibles son el resultado de pensar en la primera generación de transgénicos ( resistencia al insectos con Bt o a virus, y tolerancia a herbicidas)

– Basada en el modelo un gen – un producto

– Muy enfocada en el análisis molecular de la expresión del transgen

– Evaluación del riesgo medioambiental incluye pensar acerca del no-cambio en la competitividad

• Cultivos tolerantes al estrés (por insertar transgenes regulatorios) obligan a nuevas preguntas con respecto a la inocuidad alimentaria, la bioseguridad e impactos ambientales

• Nuevos fenotipos (la tolerancia al estrés puede resultar en mayor competitividad)

• Impactos en ambientes no usados previamente, y la composición de los productos cosechados y el impacto en la nutrición humana

©Willy De Greef@IPBO-2005

Page 58: Biotec moderna seguridad alimentaria y cambio climático

Otros impactos del cambio climático sobre la agricultura del Perú: patógenos y pestes

• Como impactos están las sequías o las precipitaciones fluviales excesivas que llegan a afectar directamente el desarrollo de los cultivos. Sin embargo, el impacto indirecto ha sido más importante porque favoreció el desarrollo de las plagas en condiciones de sequía y las enfermedades en las condiciones lluviosas

• Un estudio realizado en Cañete reveló que aumento de la temperatura ocasionó un aumento del 45% de las plagas en 1996-1997 y de 34 % en 1996-1998. La incidencia de las enfermedades se incrementó en 42 y en 67% respectivamente en los mismos periodos. "Como consecuencia de estos cambios (…) el rendimiento del valle bajó en promedio 57% en 1996-1998 “

Fuente: Comunicación Nacional del Perú a la Convención de Naciones Unidas sobre Cambio Climático, Consejo Nacional del Ambiente (CONAM), Lima, Perú, junio de 2001. p. 93

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¿Punto final …?

• La soberanía nacional y la seguridad alimentaria son lo primero

• Los cultivos transgénicos tienen su función pero no son una panacea

• Los sectores privado y público tienen papeles complementarios en la agricultura

• También hay otras prioridades y existen otros productos para las cadenas de valor

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James French, IICA

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Investigación e innovación para el desarrollo …

• Salud

• Vida

• Sueños